Guía de selección de longitud de tuberías de perforación petrolera

La selección de la longitud de las tuberías de perforación influye directamente en la eficiencia de la perforación, la compatibilidad de los equipos y los costos operativos. A continuación, se presenta una estrategia de selección de longitud que considera exhaustivamente los requisitos técnicos y los beneficios económicos:

Clasificación de la Longitud de las Tuberías de Perforación según las Normas API:

Según la última versión del Instituto Americano del Petróleo (API Spec 5DP), las longitudes estándar de las tuberías de perforación se dividen en tres series:

1. Serie R1 (Longitud Sencilla): 5,49-6,71 metros (18-22 pies). Se utiliza principalmente para pozos terrestres poco profundos, plataformas de reacondicionamiento y otras operaciones con espacio limitado; facilita la manipulación manual y permite una conexión rápida.
2. Serie R2 (Longitud Doble): 8,23-9,45 metros (27-31 pies). Adecuada para plataformas de perforación de tamaño mediano, equilibra eficiencia y operabilidad. Se utiliza en la perforación terrestre convencional y representa el 80 % del uso mundial.
3. Serie R3 (Longitud Triple): 38-45 pies (11,58-13,72 metros). Comúnmente utilizada en plataformas de perforación en aguas profundas, reduce el número de conexiones y mejora la eficiencia.

Nota: 1 pie = 0,3048 metros. La adquisición debe cumplir con las normas API SPEC 7-1 con tolerancias precisas (normalmente ±0,3 metros).

Longitudes no estándar y aplicaciones especiales:

1. Tubería de perforación extralarga personalizada (46-60 pies): Por ejemplo, la tubería de perforación de una sola pieza de 13,5 metros (44,3 pies) utilizada en la explotación de gas de esquisto puede reducir la vibración en el fondo del pozo.
2. Diseño de junta de unión rápida: Se utilizan tuberías de perforación cortas de 2 a 4 metros para correcciones en la perforación direccional. Deben cumplir con las normas de rosca API, pero ofrecen un ajuste flexible de longitud.

Factores Clave que Influyen en la Selección de la Longitud:

1. Profundidad de Perforación
Pozos Someros (<3000 metros): Rango 1 o Rango 2, con menores requisitos de altura de soporte.
Pozos Profundos (>5000 metros): Se recomienda el Rango 3 para pozos profundos a fin de reducir los costos de tiempo, pero debe ser compatible con la capacidad de elevación de la plataforma de perforación. Pozos Ultraprofundos: Utilice tubos individuales extra largos de 14 m o más (requiere elevadores hidráulicos).

2. Condiciones de Transporte: Para operaciones en tierra, los límites de longitud de los camiones hacen que R1/R2 sea más económico; para plataformas marinas, se prefiere R3.
3. Desgaste de las Roscas: Las conexiones frecuentes aceleran el desgaste; una tubería de perforación más larga puede prolongar la vida útil en aproximadamente un 15 %.

4. Análisis Económico
Rango 2: Menor Costo Total (amplio inventario y transporte conveniente).
Rango 3: Aunque el precio por tubería es entre un 5 % y un 8 % mayor, el ahorro en tiempo de perforación puede reducir los costos totales en más de un 10 %. Tubos individuales extra largos: Recomendados solo para proyectos de perforación continua por lotes, como pozos de plataformas de gas de esquisto.

Ajustes para condiciones especiales de trabajo:

1. Pozos horizontales/de alcance extendido
Se prefiere el rango 3 para reducir las fluctuaciones de fricción causadas por los puntos de conexión.
Utilice un sistema de propulsión superior para lograr la perforación rotatoria de tubos individuales largos.

2. Ambientes ácidos

Reduzca la longitud del tubo individual, por ejemplo, reemplazando el rango 3 por el rango 2. Reduzca los puntos de conexión roscados para mitigar el riesgo de corrosión por H₂S.

3. Perforación polar: Utilice el rango 1 para una operación más rápida en ambientes de -40 °C.
Acortar la altura del soporte mejora la estabilidad de la torre de perforación.

Recomendaciones para la selección de la longitud de la tubería de perforación:

Perforación terrestre convencional: Se prefiere 9,5 m (rango 2), lo que equilibra la eficiencia y el costo.
Pozos en aguas profundas/ultraprofundos: Utilice 13,7 m (rango 3) para reducir el tiempo improductivo.
Proyecto de automatización: Prueba piloto de tubos individuales ultralargos de 15 m con plataformas de perforación inteligentes.
Entornos corrosivos: Reducir la longitud de los tubos individuales para reducir los riesgos en los puntos de conexión.

Tendencias del sector y perspectivas futuras:

1. Tubos de perforación largos y ligeros: Las aleaciones de titanio, por ejemplo, reducen el peso de la serie R3 en un 30 %, superando las limitaciones del acero tradicional.
2. Adaptación automatizada: Las plataformas de perforación inteligentes están impulsando el estándar de 12-15 m como nueva tendencia, reduciendo la intervención manual.

Conclusión:

En la práctica, la longitud de los tubos de perforación debe ajustarse en función de la profundidad de perforación, las condiciones geológicas y los requisitos operativos. Algunos tipos se pueden personalizar. Una selección precisa de la longitud de los tubos de perforación puede aumentar la eficiencia de la perforación hasta en un 20 %, a la vez que reduce el desgaste de las herramientas.

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